来自脆弱拟杆菌（Bacteroides fragilis）的两性离子多糖A2的五糖重复单元的全合成及其异构构型的修正

《JACS Au》：Total Synthesis and Anomeric Configuration Revision of Zwitterionic Polysaccharide A2’s Pentasaccharide Repeating Unit from Bacteroides fragilis

ZPSs通过T细胞依赖性途径激活适应性免疫，并利用TLR2激活先天性免疫，其合成难点在于稀有糖基（AAT、ADG、d,d-Hep）和3-羟基丁酸醚键的立体控制。本研究首次全合成了PS A2的五糖重复单元，采用[2+3]糖苷化策略，通过Arndt-Eistert同位化反应引入3Hb，并利用Au(I)催化构建1,2- cis-β-ManNAc和β-β-甘除夕糖键，合成变体证实了β构型的NMR信号一致性。

　　在这项研究中，科学家们成功完成了对一种名为PS A2的细菌多糖重复单元的全合成。PS A2来源于一种名为脆弱拟杆菌（*Bacteroides fragilis*）的临床病原体，该细菌主要与腹腔内感染和脓肿有关。PS A2是一种具有特殊免疫活性的二价糖类物质，它通过激活主要组织相容性复合体II类（MHCII）引发T细胞依赖性的免疫反应，而无需蛋白质偶联。这种特性使得PS A2成为疫苗开发和免疫治疗领域的有前景的候选分子。

PS A2的结构包含了多种罕见的单糖和独特的修饰基团，其中包括2-氨基-4-乙酰氨基-2,4,6-三脱氧半乳糖（AAT）和3-乙酰氨基-3,6-二脱氧葡萄糖（ADG），以及一个含有3-羟基丁酸基团的特殊七碳糖——*d*-甘油-*d*-甘露糖七糖（*d*,*d*-Hep）。此外，PS A2的结构中还包含其他糖残基，如*N*-乙酰葡萄糖胺（ManNAc）和* l* -岩藻糖（Fuc）。这些结构的复杂性使得PS A2的合成成为一项重大挑战，尤其是其特定的糖苷键构型和功能基团的引入。

研究团队采用了立体控制的收敛式[2+3]糖苷化策略，利用五个经过不同保护基修饰的单糖构建单元，逐步组装出目标的五糖重复单元。其中，为了特异性地引入3-羟基丁酸基团，研究者利用了Arndt–Eistert同化反应，这是一种用于延长碳链长度的化学反应，特别适用于合成复杂结构中的特定修饰基团。该方法在合成过程中起到了关键作用，成功实现了对* d*,*d*-Hep的修饰。

在合成过程中，研究者还遇到了一些问题，尤其是在核磁共振（NMR）数据与天然PS A2的比较中，发现合成的五糖重复单元中某些糖残基的化学位移与天然产物存在偏差。通过对原始NMR数据的重新审视和NOESY谱的分析，研究团队提出了一个假设，即ManNAc和Hep残基的异头构型可能被错误地鉴定为α-连接，而实际上应为β-连接。为了验证这一假设，研究者进一步合成了两个含有β-连接ManNAc和Hep残基的五糖（化合物2和3），以及两个用于对比分析的三糖（化合物4和5）。

在合成过程中，研究者使用了多种糖苷化策略，以实现对特定糖苷键的立体选择性构建。例如，使用Au(I)催化的糖苷化反应（Yu糖苷化）成功构建了β-连接的ManNAc糖苷键，而B(C6F5)3促进的糖苷化反应则用于构建更复杂的β-连接Hep糖苷键。这些方法不仅提高了合成效率，还增强了对特定糖苷键构型的控制能力。

此外，研究团队还通过详细的NMR分析，确认了合成产物的结构与天然PS A2的结构之间的差异。例如，β-连接的ManNAc和Hep残基的NMR信号与天然产物更为一致，表明这些糖苷键的异头构型可能被正确地识别为β-连接。而α-连接的糖苷键则与天然产物的信号存在显著差异，这可能源于糖苷键的立体化学特性。

研究中还特别关注了3-羟基丁酸基团在* d*,*d*-Hep上的引入过程。这一基团的引入对于PS A2的免疫活性至关重要，因为其独特的结构和化学修饰赋予了该多糖特殊的生物学功能。研究团队通过一系列化学反应，包括 Williamson醚合成和Arndt–Eistert同化反应，成功地将这一基团引入到目标结构中。

总的来说，这项研究不仅实现了对PS A2五糖重复单元的全合成，还通过对比分析和结构验证，修正了之前对某些糖苷键构型的错误假设。这些成果为深入理解PS A2的结构和功能提供了重要的基础，并为未来开发基于糖类的免疫治疗药物奠定了坚实的基础。此外，研究中所采用的合成策略和方法也为其他复杂糖类的合成提供了参考，展示了糖化学在合成生物学和免疫学中的巨大潜力。